JPH0536619Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本考案は、ロボツトハンドに係り、特に重力補
正を行なつて反力のみを得るロボツトハンドの改
良に関する。

Ｂ 考案の概要 本考案は作業用ロボツトのハンドにおいて、反
力のみを検出するため重力補正用のロードセルを
備えて、反力用ロードセルにかかる工具重量によ
る荷重を打消すようにしたものである。

Ｃ 従来の技術 例えば、グラインダ等により作業を行なうバリ
取りロボツトの場合、研削時の反力を測定して、
反力を一定にする様に研削速度や切込み量を自動
制御するため、反力のみを測定する必要がある。
ここで、従来のロボツトハンドの一部構成を第７
図にて、ロボツトアーム先端を第８図にて示す。
第７図にて１は工具側フランジであり、この工具
側フランジ１の中央にて反力用ロードセル３が連
結され、この反力用ロードセル３の周縁にてロボ
ツトアームに固定されたロボツト側フランジ２に
連結されている。そして、反力用ロードセル３の
中央と周縁との間にはＸ，Ｙ，Ｚ方向の三分力を
得る測定用ゲージ４が備えられている。なお、９
はシール用のＯリングである。かかる構成におい
て、反力の測定は、工具側フランジ１から反力用
ロードセル３に加わる力により測定用ゲージ４に
歪力が生じ、この力を検出して行なつている。

Ｄ 考案が解決しようとする問題点 ところが、上述の構成においては、ロボツトハ
ンドに取付けた部品など工具の重量による荷重も
反力に加味されるため、正確な反力のみを測定す
ることができなかつた。また、ロボツトの様に工
具の姿勢が第８図に示すように変化する場合は、
工具重量が工具側フランジ１ひいては反力用ロー
ドセル３に与える値も常に変化する。そのため、
従来ではロボツトの姿勢を読み取り、演算を行な
つて重力補正を行なつたり、無負荷でロボツトを
動作させて工具による荷重変動を一度読み取つて
から研削を行ない、その差分を反力とみなす方法
などの手段をとつていたが、その分演算時間が必
要であることから、応答遅れや制御のメモリ増加
などの問題があつた。

そこで、本考案は上述の欠点に鑑み反力のみを
正確に検出すると共に応答遅れやメモリの増加な
どを防止するロボツトハンドの提供を目的とす
る。

Ｅ 問題を解決するための手段 上述の目的を達成する本考案は、工具側フラン
ジとロボツト側フランジとの間に反力用ロードセ
ルのみならず重力補正用ロードセルを備えたこと
により、工具重量による荷重を差し引いて反力の
みを検出するようにしたものである。

Ｆ 実施例 ここで、第１図ないし第６図を参照して本考案
の実施例を説明する。なお、第７図と同一部分に
は同符号を付す。第１図において、１は工具側フ
ランジ、２はロボツト側フランジ、３は反力用ロ
ードセル、４は３分力測定用ゲージ、５は重力補
正用ロードセル、６は重力補正用３分力ゲージ、
７は重力補正用ロードセル５に一体に備えた重力
補正用ウエイト、８はロボツト側フランジ２に一
体に備えたストツパ、９はシールである。

ここにおいて、反力用ロードセル３は、第２図
ａ，ｂにも示すようにその中央部分にて工具側フ
ランジに固定されており工具側フランジ１に加わ
る力に応じて中央部分の位置が変わる。反力用ロ
ードセル３の周囲は第３図にも示す重力補正用ロ
ードセル５の周囲と共に一体にロボツト側フラン
ジ２に固定されている。したがつて、工具側フラ
ンジ１から加わる力は、ワークの反力自体と工具
重量による荷重とであり、反力用ロードセル３の
中央位置を反力用ロードセル３の周囲位置に対し
て変位させ、３分力測定用ゲージ４を歪ませるこ
とになる。この場合、反力用ロードセル３の中央
位置が過大に変位しないようにロボツト側フラン
ジ２の中央部に設けたストツパ８にて過負荷時の
ロードセル４を保護している。

一方、重力補正用ロードセル５の中央部分は、
ロボツト側フランジ２に設けたストツパ８に貫通
される構造で、工具等に相当するウエイト７とな
つている。このウエイト７は、ロボツトアーム先
端部全体が動くことにより、その重力方向へ変位
するものである。したがつて、このウエイト７の
変位は重力補正用３分力ゲージ６により検出さ
れ、三次元空間内のあらゆる姿勢において工具重
量による荷重の補正信号が得られる。

ここにおいて、第２図、第３図に示すように反
力用ロードセル３の各ゲージA₁〜A₄，B₁〜B₄，
C₁〜C₄，A₁′〜A₄′と同様、重力補正用ロードセ
ル５にもゲージa₁〜a₄，b₁〜b₄，c₁〜c₄，a₁′〜
a₄′が備えられ三次元空間での三分力を得るもの
である。

次に、一例として反力用ロードセル３のゲージ
B₁〜B₄と重力補正用ロードセル５のゲージb₁〜
b₄とを用いて重力補正の原理を説明する。第４図
においては、無負荷時の（研削反力のない時の）
重力補正を示す回路であり、ブリツジに構成され
た工具側の反力用ロードセル３のゲージB₁〜B₄
と補正側の重力補正用ロードセル５のゲージb₁〜
b₄それぞれにて出力されるブリツジ出力をアンプ
ａとｂとで増幅しe₁の出力を得てアンプｃにてｅ
＝e₁−e₁＝０の出力を得るよう調整する。この結
果、無負荷時では、ロボツトの姿勢がいかように
変化しても最終的アンプ出力は零となる。

つぎに第５図に示すようにロボツトによる研削
を行なつている場合、反力用ロードセル３のゲー
ジB₁〜B₄によるブリツジ出力が変化してアンプ
ａの出力がe₂となるので、アンプｃの出力はｅ＝
e₂−e₁＝Δeとなつて工具分の電位差e₁を除いた反
力分の電位差Δeが得られる。

第６図は工具を自動交換する場合の例で、工具
に応じてアンプｂの増幅率を変化させるようにし
ている。すなわち、アンプの増幅率をメモリに収
納しておき、そのメモリ内の情報をプログラムに
応じてＤ／Ａ変換してアンプｂの増幅率を得るよ
うにしている。したがつて、工具に応じてアンプ
ｂの出力e₁が変わることになり、工具の自動交換
が可能となる。

Ｇ 考案の効果 以上説明の如く本考案によれば、工具の重力を
ロードセルのみで行う事が出来るため、ロボツト
姿勢をロボツトコントローラから読み取つて角度
演算を行つて重力補正を行つたり、無負荷で１度
読み取つてから研削を行い、その差分で反力を読
み取る操作がいらない。また、応答性はリアルタ
イムのため演算による応答遅れがない。更に反力
のみを出力するためロボツトコントローラ側で複
雑な演算等を行わなくてすむため、プログラムの
作成やメモリの増加がいらないため、力制御が簡
単に出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は、本考案の実施例で、第
１図はロボツトハンドの一部構成図、第２図ａ，
ｂ反力用ロードセルの正面図と側面図、第３図
ａ，ｂは重力補正用ロードセルの正面図と側面
図、第４図は無負荷時の出力を示す原理図、第５
図は負荷時の出力を示す原理図、第６図は工具交
換が可能な原理図、第７図は従来のロボツトハン
ドの一部構成図、第８図はロボツトアーム先端の
重力作用状態図である。 図中、３は反力用ロードセル、４は測定用ゲー
ジ、５は重力補正用ロードセル、６は３分力ゲー
ジ、７はウエイト、８はストツパである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ロボツトアームの先端に取付けたロボツトハン
   ドにおいて、工具が取付けられる工具側フランジ
   と上記ロボツトアームに固定されたロボツト側フ
   ランジとの間に、工具側フランジからのワークの
   反力そのものとこの反力を受ける工具の重量によ
   る荷重を検出する反力用ロードセルと、工具重量
   に相応するウエイトを備えた重力補正用ロードセ
   ルとを介在させることを特徴とするロボツトハン
   ド。